溪洛渡水电站大坝坝基400m高程以下有盖重固结灌浆施工
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【摘 要】溪洛渡水电站是中国第二、世界第三大水电站，大坝为混凝土双曲拱坝，坝高278米，坝体对坝基的物理、力学性能要求高。按照相关设计要求，本工程400m高程以下拱坝坝基采用有混凝土盖重灌浆. 陡坡坝段可先利用上部5m厚岩体作为盖重进行下部岩体固结灌浆，0～5m岩体采用混凝土盖重灌浆。本工程固结灌浆工程量较大（特别是河床坝段），按照“三进三出”的方法进行施工。本工程固结灌浆的整体质量满足要求。
1 概述
溪洛渡水电站坝基EL.400m以下（6#～23#坝段）有盖重固结灌浆工程量大，经设计优化后，部分坝段的灌浆孔深、孔排距有所调整，坝基EL.400m以下固结灌浆量约17.4万米
大坝建基面地层均为二叠系上统峨眉山玄武岩（P2β），建基面岩体类型主要为Ⅲ1和Ⅱ类岩体，岩体结构类型主要为次块状、块状、镶嵌碎裂结构等。在玄武岩地层中广泛分布着层间错动带、层内错动带、挤压带以及节理裂隙等，这些地质构造对坝基岩体的整体性、均质性带来了不利的影响。
坝基固结灌浆的目的主要针对河床坝段建基面以下部份物理力学性能较差岩体进行补强加固，以提高坝基岩体的均质性、整体性，增强坝基的承载能力、抗变形能力和防渗能力。
2 本工程有盖重固结灌浆特点
（1）本工程固结灌浆工期紧，与大坝混凝土施工相互影响，对工程总体进度影响大，在保证施工质量和安全的前提下，统畴安排固结灌浆施工与混凝土浇筑施工，提高工效是本项工程施工的关键
（2）河床坝段全部为有混凝土盖重固结灌浆施工，混凝土内埋件较多，主要为冷却水管、观测仪器及线路等，固结灌浆钻孔必须精确放样、精确钻孔，以防止打断冷却水管和其它埋件。
（3）河床坝段地质情况较复杂，地质条件差，固结灌浆范围内存在部分Ⅲ2类岩体没有置换，给固结灌浆钻孔和灌浆增加了难度，可能存在钻孔涌水，孔壁掉块、塌孔的现象。
3 供浆及仓面布置
本工程采用左岸坝体下游侧EL.559.00m集中制浆系统供浆，为便于灌浆机房产生的污水流入坝前及坝后的集污井，灌浆设备分别布置在施工坝段上下游两侧。
4 制浆材料
4.1 水泥
固结灌浆采用水泥为普通硅酸盐水泥（P.O42.5），强度级别为42.5级。其细度通过80?m方孔筛的筛余量不大于5%。水泥质量符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999标准的规定。
4.2 外加剂
各类外加剂（速凝剂、减水剂或其它外加剂）的质量符合DL/T5148-2001第5.1.6条规定，其最优掺加量通过室内试验和现场灌浆试验确定。
5 固结灌浆施工
本工程有盖重固结灌浆河床坝段混凝土厚度不小于6.0m，施工钻孔时顶层混凝土强度不得低于10MPa，灌浆时底层混凝土强度不宜小于50%设计强度，靠近坝段左右边缘6.0m范围的灌浆孔灌浆时，其相邻坝段混凝土浇筑厚度也不宜小于4.0m。
5.1 钻孔布置
本工程设计布孔13～17#坝段坝基内按梅花形布孔，孔排距为3m×1.5m（横河向×顺河向），其它坝段按方格形布孔，孔排距分别有2.5×2.5m和3.0×3.0m。
5.2 施工程序及灌浆方法
施工程序为：混凝土浇筑间歇期，抬动孔钻孔及抬动装置安装，物探孔钻孔及测试，物探孔灌浆混凝土浇筑间歇期，第1次固结灌浆施工混凝土浇筑间歇期，第2次固结灌浆施工混凝土浇筑间歇期，灌后质量检查。
灌浆孔按先周边孔后中间孔，分三序进行施工，灌浆方式为循环式灌浆，灌浆方法采用综合灌浆法。
5.3 抬动孔钻孔及抬动装置安装
每个坝段设置1～3个抬动观测孔，钻孔时间超前固结灌浆作业层1～2层，孔向与该部位的灌浆孔孔向一致，孔深超过灌浆孔深2.0m，终孔孔径为91mm。钻孔完成后引管至上层混凝土面以上，待上层混凝土浇筑完成后安装抬动观测装置，抬动观测装置如下图。灌浆工作结束后，抬动观测孔按灌浆孔封孔要求进行封孔处理。
抬动观测装置图
5.4 物探孔钻孔及测试
灌前物探孔钻孔时间超前固结灌浆作业层1～2层，钻孔孔位、孔斜和深度按设计要求控制。钻孔完成后，分别完成压水试验、灌浆测试。灌后物探测试工作完毕后，按灌浆孔封孔要求进行封孔。
5.5 灌浆施工
5.5.1 灌浆孔钻孔
为确保施工进度要求，有盖重固结灌浆的固灌造孔主要采用CM-351型钻机和地质钻机配风动潜孔锤钻孔，开孔钻进时钻具方向与设计孔向必须一致。孔径为ф90-ф110 不等。灌浆孔的开孔孔位误差不得大于5cm，钻孔的孔底偏差不得大于1/40孔深。
5.5.2 孔壁冲洗
每一次钻孔完成后，进行钻孔冲洗，冲洗后孔内残存的沉积不超过20cm。
5.5.3 裂隙冲洗
采用压力水进行脉冲冲洗，冲洗压力为该灌浆段灌浆压力的80%，当压力超过1MPa时，采用1MPa；冲洗至回清水结束。
5.5.4 压水试验
固灌压水试验采用自上而下分段孔内卡塞方法进行，固灌前固结灌浆灌前选取5%的钻孔、灌后按总孔数的5%进行检查，均进行“单点法”压水试验，部分孔的接触段及孔底段作简易压水，压水压力为设计压力的80%，且不大于1MPa。
5.5.5 浆液水灰比
浆液水灰比由稀到浓逐级变换，水灰比采用2：1、1：1、0.8：1和0.5：1四个比级，对灌前压水透水率q≥10Lu时采用1：1浆液开灌，当灌前压水透水率q
5.5.6 灌浆压力
有盖重固结灌浆压力按表2控制
5.5.7 结束标准
固结灌浆在规定压力下，当注入率不大于1L/min，继续灌注30min，灌浆即可结束。
5.5.8 封孔
采用“全孔灌浆封孔法”要求进行封孔。同抬动观测孔、物探测试孔等的封孔方法。
6 成果分析
6.1 灌浆成果
本工程大坝400m高程以下固结灌浆从2009年4月底开始施工，2009年约完成固结灌浆总量（400m高程以下）的1/2。灌浆强度最高月完成灌浆3.2万米，钻孔近4.2万米。 随着灌浆施工进行，各序孔平均透水率逐步减小，前序孔经过灌浆后，后序孔平均注入量均减小，说明前序孔经过灌浆后，较宽大的裂隙被充分填充，整体符合灌浆递减规律，效果明显。
6.2 灌后岩体声波检测
本工程有盖重固结灌浆后岩体纵波速度设计要求为：基岩（II类）纵波速度大于5500m/s孔段≥80%，小于5000m/s段
7 结语
（1）从成果资料和灌后检查结果可知，经过有盖重固结灌浆后，坝体基岩的完整性和强度得到了提高，单位透水率、岩体波速、弹性模量都能达到设计要求值。坝基岩石体的均匀性和整体性都得到了提高，提高了坝基岩体的抗渗能力。
（2）本工程河床坝段全部为有混凝土盖重固结灌浆施工，由于坝基地质条件较差，置换混凝土多，同时置换混凝土内钢筋较多，以及缺陷部位的锚杆、混凝土内埋设的冷却水管、监测仪器等给固结灌浆的造孔带来了很大的干扰，致使固结灌浆施工难度加大，加之固结灌浆工期紧，与大坝混凝土施工相互影响，对工程总体进度影响大，合理优化资源配置，统畴安排固结灌浆施工与混凝土浇筑施工，提高工效是本工程施工的关键。
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